Sisukord Perioodilisustabel ............. 6 Sissejuhatus ....................... 8 Vesinik .............................. 10 Heelium ............................ 14 Liitium .............................. 16 Berüllium ......................... 18 Boor ................................... 20 Süsinik .............................. 22 Lämmastik ....................... 24 Hapnik............................... 26 Fluor .................................. 30 Neoon ................................ 32 Naatrium .......................... 34 Magneesium .................... 36 Alumiinium ..................... 38 Räni ................................... 40 Fosfor.................................44 Väävel ............................... 46 Kloor .................................. 48 Argoon .............................. 50 Kaalium ............................ 52 Kaltsium ........................... 54 Skandium ......................... 56 Titaan ................................ 58 Vanaadium ....................... 60 Kroom ............................... 62 Mangaan ........................... 64 Raud .................................. 66 Koobalt .............................. 70 Nikkel ................................ 72 Vask ................................... 74 Tsink ................................. 76 Gallium ............................. 78 Germaanium.................... 80 Arseen ............................... 82
Seleen ................................ 84 Broom ................................ 86 Krüptoon .......................... 88 Rubiidium ......................... 92 Strontsium ....................... 94 Ütrium .............................. 96 Tsirkoon............................ 98 Nioobium ........................ 100 Molübdeen...................... 102 Tehneetsium .................. 104 Ruteenium ...................... 106 Roodium ......................... 108 Pallaadium ..................... 110 Hõbe ................................ 112 Kaadmium...................... 116 Indium ............................ 118 Tina ................................. 120 Antimon ......................... 122 Telluur............................. 124 Jood .................................. 126 Ksenoon .......................... 128 Tseesium ........................ 130 Baarium .......................... 132 Lantaan ........................... 134 Tseerium ........................ 138 Praseodüüm ................... 140 Neodüüm ........................ 142 Promeetium ................... 144 Samaarium .................... 146 Euroopium...................... 148 Gadoliinium ................... 150 Terbium .......................... 152 Düsproosium ................. 154 Holmium......................... 156 Erbium ............................ 158 Tuulium .......................... 160
Üterbium ........................ 162 Luteetsium ..................... 164 Hafnium ......................... 166 Tantaal ............................ 168 Volfram ........................... 170 Reenium ......................... 174 Osmium .......................... 176 Iriidium ........................... 178 Plaatina ........................... 180 Kuld ................................. 182 Elavhõbe ......................... 186 Tallium ........................... 188 Plii .................................... 190 Vismut............................. 192 Poloonium ...................... 194 Astaat .............................. 196 Radoon ............................ 198 Frantsium .......................200 Raadium ......................... 202 Aktiinium ....................... 204 Toorium .......................... 206 Protaktiinium ................ 208 Uraan............................... 210 Neptuunium .................. 214 Plutoonium..................... 216 Ameriitsium................... 218 Kuurium ......................... 220 Berkeelium ..................... 222 Kalifornium.................... 224 Einsteinium.................... 226 Fermium ......................... 228 Transfermiumid ............ 230
Sõnaseletused ............... 233 Register ........................... 237
Perioodilisustabel 1 H Vesinik
Perioodilisustabel esitab keemilisi elemente nende järjenumbrite (aatomnumbrite) suurenemise järjekorras (järjenumber näitab prootonite arvu tuumas), kuid korrastatuna perioodidesse (ridadesse), nii et sarnaste keemiliste omadustega elemendid paiknevad samas vertikaaltulbas (rühmas). Siin tabelis on sarnaste füüsikaliste ja keemiliste omadustega elemendid rühmitatud värvide järgi, mille kohta leiate selgituse parempoolselt leheküljelt. Üldiselt on igal rühmal ühesugune valents ehk keemiliste sidemete arv, mida element võib moodustada. Igal elemendil on oma keemiline sümbol. Tabelis on sümboli kohal elemendi järjenumber (ühtlasi prootonite arv tuumas) ja all elemendi nimetus.
3 Li
4 Be
Liitium
Berüllium
11 Na
12 Mg
Naatrium
Magneesium
19 K
20 Ca
21 Sc
22 Ti
23 V
24 Cr
25 Mn
26 Fe
27 Co
Kaalium
Kaltsium
Skandium
Titaan
Vanaadium
Kroom
Mangaan
Raud
Koobalt
37 Rb
38 Sr
39 Y
40 Zr
41 Nb
42 Mo
43 Tc
44 Ru
45 Rh
Rubiidium
Strontsium
Ütrium
Tsirkoon
Nioobium
Molübdeen
Tehneetsium
Ruteenium
Roodium
55 Cs
56 Ba
57-71 Lantanoidid
72 Hf
73 Ta
74 W
75 Re
76 Os
77 Ir
Tseesium
Baarium
Hafnium
Tantaal
Volfram
Reenium
Osmium
Iriidium
87 Fr
88 Ra
104 Rf
105 Db
106 Sg
107 Bh
108 Hs
109 Mt
Frantsium
Raadium
Radefordium
Dubnium
Seaborgium
Boorium
Hassium
Meitneerium
57 La
58 Ce
59 Pr
60 Nd
61 Pm
62 Sm
Lantaan
Tseerium
Praseodüüm
Neodüüm
Promeetium
Samaarium
89 Ac
90 Th
91 Pa
92 U
93 Np
94 Pu
Aktiinium
Toorium
Protaktiinium
Uraan
Neptuunium
Plutoonium
80-103 Aktinoidid
Leelismetallid See metallide esimene rühm hõlmab perioodilisustabeli kõige vasakpoolsema tulba. Need on kõik pehmed, kuid toatemperatuuril tahked metallid, mis on ülimalt reaktsioonivõimelised, näiteks kokkupuutel veega. Leelismuldmetallid Leelismuldmetallid (metallide 2. rühm) on toatemperatuuril hõbevalged metallid. Nimetus viitab nende metallide looduses esinevatele oksiididele. Näiteks lubi on kaltsiumi oksiid. Lantanoidid Lantanoidid hõivavad perioodilisustabeli allserva eelviimase rea. Nimetuse on see periood saanud rea esimese elemendi lantaani järgi. Nende elementide vananenud nimetus on haruldased muldmetallid ja neid leidub mineraalsetes kivimites nagu monatsiit ja bastnasiit.
6
Aktinoidid Aktinoidid täidavad perioodilisustabeli allserva kõige alumise rea. Nimetuse on nad saanud rea esimese elemendi aktiiniumi järgi ja nad kõik on tugevalt radioaktiivsed. Olles sedavõrd aktiivsed, on paljude nende elementide looduslikud allikad kahanenud praktiliselt olematuks. Siirdemetallid Siirdemetallid hõivavad laia ala perioodilisustabeli keskel. Nad on kõvemad kui leelismetallid, väiksema reaktsioonivõimega ja üldiselt nii head soojus- kui ka elektrijuhid. Siirdemetallide järgsed metallid Need paiknevad kolmnurksel alal siirdemetallidest paremal. Need on pehmed metallid madala sulamisja keemistemperatuuriga. Nende hulka kuulub ka elavhõbe, mis on toatemperatuuril vedelas olekus.
Elementide kategooriad Leelismetallid Leelismuldmetallid Lantanoidid Aktinoidid Siirdemetallid Siirdemetallide järgsed metallid Metalloidid (pool-, mittemetallid) Muud mittemetallid Halogeenid Väärisgaasid Keemilised omadused pole teada
2 He Heelium
5 B
6 C
7 N
8 O
9 F
10 Ne
Boor
Süsinik
Lämmastik
Hapnik
Fluor
Neoon
13 Al
14 Si
15 P
16 S
17 Cl
18 Ar
Alumiinium
Räni
Fosfor
Väävel
Kloor
Argoon
28 Ni
29 Cu
30 Zn
31 Ga
32 Ge
33 As
34 Se
35 Br
36 Kr
Nikkel
Vask
Tsink
Gallium
Germaanium
Arseen
Seleen
Broom
Krüptoon
46 Pd
47 Ag
48 Cd
49 In
50 Sn
51 Sb
52 Te
53 I
54 Xe
Pallaadium
Hõbe
Kaadmium
Indium
Tina
Antimon
Telluur
Jood
Ksenoon
78 Pt
79 Au
80 Hg
81 Tl
82 Pb
83 Bi
84 Po
85 At
86 Rn
Plaatina
Kuld
Elavhõbe
Tallium
Plii
Vismut
Poloonium
Astatiin
Radoon
110 Ds
111 Rg
112 Cn
113 Uut
114 Fl
115 Uup
116 Lv
117 Uus
118 Uuo
Darmstadtium
Röntgeenium
Koperniitsium
Ununtrium
Fleroovium
Ununpentium
Livermoorium
Ununseptium
Ununoktium
63 Eu
64 Gd
65 Tb
66 Dy
67 Ho
68 Er
69 Tm
70 Yb
71 Lu
Euroopium
Gadoliinium
Terbium
Düsproosium
Holmium
Erbium
Tuulium
Üterbium
Luteetsium
95 Am
96 Cm
97 Bk
98 Cf
99 Es
100 Fm
101 Md
102 No
103 Lr
Ameriitsium
Ameriitsium
Berkeelium
Kalifornium
Einsteinium
Fermium
Mendeleevium
Nobeelium
Lavrentsium
Metalloidid Metalloidid paiknevad perioodilisustabelis metallide ja mittemetallide vahepeal. Ka nende elementide elektrijuhtivus on mainitud kahe rühma vahepealne ja neid kasutatakse pooljuhtide elektroonikas.
Muud mittemetallid Lisaks halogeenidele ja väärisgaasidele on elemente, mille kohta märgitakse lihtsalt „muud mittemetallid”. Need on väga mitmekesiste keemiliste omadustega ja erineva reaktsioonivõimega ained. Neil on kõrge ionisatsioonienergia ja elektronegatiivsus ning üldiselt on nad halvad soojus- ja elektrijuhid. Enamik mittemetalle liidab kergesti elektrone. Mittemetallide sulamis- ja keemistemperatuur ning tihedus on väiksem kui metallidel.
Halogeenid Halogeenid, 17. rühma elemendid, on ainus rühm, millesse kuuluvad elemendid esinevad toatemperatuuril kõigis kolmes aine põhiolekus – gaasilises (fluor ja kloor), vedelas (broom) ja tahkes (jood ja astatiin). Need on mittemetallid. Väärisgaasid Väärisgaasid on mittemetallid, mis moodustavad tabeli 18. elementide rühma. Kõik väärisgaasid on toatemperatuuril gaasilises olekus, värvuseta ja lõhnata, nad ei reageeri teiste elementidega. Neid, kaasa arvatud neoon, ksenoon ja argoon, kasutatakse valgustuses ja keevitamisel. Keemilised omadused pole teada Nii nimetatakse neid elemente, mida saadakse vaid laborites, väga sageli nii väikestes kogustes, et nende täpset keemilist kuuluvust on võimatu määrata.
7
Sissejuhatus 1860. aastate keskel tuli Vene teadlane, Peterburi Ülikooli keemiaprofessor Dmitri Mendelejev (1834–1907) mõttele korrastada kõik tuntud keemilised elemendid tabelisse vastavalt nende keemilistele ja füüsikalistele omadustele. See idee lubas tal ennustada seni veel avastamata elementide omadusi ja näitas kätte ka uute elementide otsingu suuna. Kogu keemia põhineb elementidel. Element moodustub ühesuguse tuumalaenguga aatomitest. Element esineb lihtainena. Aine (liht- või liitaine) väikseim osake on elektriliselt neutraalne molekul, millel on kõik selle aine keemilised omadused. Molekul koosneb ühest või mitmest aatomist. Keerulisemate ühendite molekulid tekivad erinevate elementide aatomite ühinemisel. Mendelejev mõtles selle üle, kas leidub viis, kuidas korrastada elemente nende omaduste järgi. Ta reastas kõik tol ajal tuntud elemendid (neid oli siis 62) aatommassi järgi. Aatom koosneb tuumast ja elektronkattest. Tihedasse kesksesse tuuma on koondunud elektriliselt neutraalsed neutronid ja positiivse laenguga prootonid. Elektronkattes orbiitleb ümber tuuma negatiivse laenguga elektronide pilv. Elektronkate jaguneb elektronkihtideks. Elektronide mass on teiste osakeste massidega võrreldes nii tühine, et tavaliselt jäetakse see arvesse võtmata. Neutronid ja prootonid on raskemad ja kaaluvad peaaegu ühepalju. Liites aatomi tuumas olevad neutronid ja prootonid kokku, saadakse aatommass. Mendelejev korrastas elemendid pikka ritta selliselt, et aatommassid suurenesid vasakult paremale liikudes. Siis märkas ta midagi veidrat: kui ta jagas selle lineaarse järjestuse osadeks ja korrastas need osad ridadesse, et saada tabelit, paistis, et igasse veergu (tulpa) koonduvad sar-
8
naste omadustega elemendid. Näiteks vasakpoolses veerus olid naatrium, liitium ja kaalium – kõik need on toatemperatuuril tahked, tuhmuvad kiiresti ja reageerivad tormiliselt veega. Sellise sarnasuse tõttu viitas ta tabeli veergudele kui elementide rühmadele. Omaduste kordumine viis ta aga mõttele nimetada ridu perioodideks. Mendelejev avaldas oma perioodilisustabeli 1869. aastal. Mendelejev oli kindlalt veendunud, et elemente saab rühmitada vastavalt nende omadustele. Seepärast tegi ta tabelis juhuslikke kohendusi, nihutades mõningaid elemente ühe või kahe veeru võrra, nii et nad paigutuksid ühte rühma teistega, sarnasemate elementidega. Selline talitusviis jättis paratamatult tühikuid. Tuli aga välja, et see vaid suurendas tabeli usaldusväärsust, sest muutis selle kontrollitavaks. Mendelejev kinnitas, et tühikud vastavad elementidele, mis tuleb veel avastada. Näiteks arseen pidi asuma neljandas perioodis 13. rühmas. Kuid Mendelejev uskus, et see element sobib paremini 15. rühma ja ta paigutaski selle sinna. Hiljem avastati uued elemendid gallium ja germaanium, mis täitsid tühikud 13. ja 14. rühmas ning sobisid suurepäraselt nende rühmade omadustega. Mendelejev oli nii veendunud selles, et elemendid tuleb rühmitada nende omaduste järgi, et ta rikkus kohati isegi elementide aatommasside järgi järjestamise põhimõtet. Nii talitades leidis ta õige viisi, mille järgi elementide paiknemist korrastada – mitte nende aatommasside, vaid uue omaduse, nn järjenumbri (aatomnumbri) järgi. Kui aatommass on neutronite ja prootonite koguarv tuumas, siis järjenumbri määrab tuumas sisalduvate prootonite arv. Et iga prooton kannab ühikulist elektrilaengut, siis määrab järjenumber tegelikult tuuma laengu, nagu 1913. aastal
tegi kindlaks Briti füüsik Henry Moseley (1887–1915). Järjenumber osutus ka võrdseks tuuma ümber orbiitlevate negatiivselt laetud elektronide koguarvuga, mis muudab aatomi summaarse laengu nulliks. Iga elementi saab unikaalselt määratleda järjenumbriga, näiteks süsinik on 6. element ja plutoonium 94. element. H. Moseley analüüs võimaldas keemikutel tabelit ka hiljem täiendada ja leida rohkem lünki, mis omakorda viis mõttele, et avastamist ootavad veel uued elemendid järjenumbritega 43, 61, 72 ja 75. Ja teadlased leidsidki need elemendid, mida nüüd tuntakse vastavalt tehneetsiumi, promeetiumi, hafniumi ja reeniumina. Vaatamata sellele, et Moseley tööd kinnitasid keemiliste elementide järjestuse õigsust, polnud ikka veel tegelikku seletust nende omaduste perioodilisusele – miks olid elemendid mingis rühmas nii sarnaste omadustega. Ei kulunud palju aega, kui sellele küsimusele võimaldas vastata uus teadusharu – kvantteooria, mis andis füüsikutele uue nägemuse viisist, kuidas subatomaarsed osakesed üksteist vastastikku mõjutavad. Kui kaks ainet reageerivad keemiliselt, siis see tähendab tegelikult, et nende ainete aatomid ja molekulid vahetavad ning jagavad oma elektrone. Kvantteooria seletab elektronide käitumist. See paljastas, et elektronid on aatomis korrastatud mitmele tasemele, mida nimetatakse elektronkihtideks, kusjuures iga kiht mahutab kindla arvu elektrone. Kui minna ühe elemendi juurest järgmise juurde, järjenumber suureneb, iga kiht täitub järk-järgult, kuni on täiesti täidetud ja protsess kordub. Mendelejevi tabeli iga periood vastab ühe elektronkihi täitumisele – igal rühmal on välimises, nn valentskihis sama arv elektrone, mis ongi peamine keemilise käitumise määraja.
Just see annabki sama rühma elementidele sarnased omadused. Mitte kõigis aatomi elektronkihtides pole ühepalju elektrone. Kõige sisemine kiht näiteks mahutab vaid kaks elektroni; see seletab ka suurt tühikut perioodilisustabeli alguses, kus vesinik (mille valentskihis on vaid üksainus elektron) paikneb kõige vasakpoolsemas tulbas (1. rühm), samal ajal kui heelium, millel on üks lisaelektron, on kõige parempoolsemas tulbas (18. rühm) koos teiste täidetud valentskihiga elementidega. Samal põhjusel tekivad lüngad ka teises ja kolmandas perioodis. Samas võivad väliskihid hoida ülemääraselt palju elektrone, mis seletab lantanoidide ja aktinoidide ridade olemasolu – nendest moodustatud horisontaalseid read on muust tabelist eraldatud ja paigutatud selle alla. Ehkki igal keemilise elemendi aatomil on tuumas kindel arv prootoneid, võib neutronite arv varieeruda. Erineva neutronite arvuga aatomeid nimetatakse isotoopideks – sama elemendi isotoopidel on üldiselt samad keemilised omadused, kuid erinevad tuumaomadused, näiteks poolestusaeg (vt „Sõnaseletused”). Teised erinevused võivad olla põhjustatud ka sellest, kuidas aatomid on aines korrastunud. Puhas süsinik näiteks võib esineda söena, grafiidina või teemandina. Niisuguseid keemilise elemendi erinevaid vorme nimetatakse allotroopseteks teisenditeks. Raamatu lehekülgedel kohtume kõigi elementidega, mis seni on avastatud (neid on praegu 118). Igaühel esimesest sajast elemendist on oma eraldi leheküljed. Raskemad elemendid, transfermiumid (neid tuntakse praegu 18 elementi ja nad paiknevad tabelis 100. elemendi järel) on haruldased ja neil on vähe rakendust. Kõik need on paigutatud raamatu lõpuossa lk 230–232. 9
Vesinik Kategooria: mittemetall Järjenumber: 1
10
Aatommass: 1,00794 Värvus: värvuseta Agregaatolek (faas): gaas
Veeldumistemperatuur: –259 °C Keemistemperatuur: –253 °C Kristallistruktuur: puudub
Vesinik on perioodilisustabeli element number üks ja seda mitmel põhjusel. Koos heeliumi (lk 14) ja liitiumiga (lk 16) olid need esimesed kolm elementi, mis tekkisid Suure Paugu ajal. Vesinikku leidub universumis kõige rohkem – arvutuste järgi on 88% kõigist aatomitest vesinikuaatomid. Vesinikuaatom oma ainsa prootoni (seepärast on ta ka perioodilisustabelis esimene element) ja ühe elektroniga on kõigist elementidest kergeim. Vesinik on eluandev element õige mitmel viisil. See on kütus, mis hoiab meie Päikese ja tähed põlemas. Iga kord, kui päikesevanni võtate või hiilgavat päikeseloojangut imetlete, naudite massiivsete tuumareaktsioonide tulemust. Päikese tuumas on temperatuur umbes 15 miljonit kraadi Celsiuse järgi ja aine tihedus 200 kg liitri kohta. Niisugustes tingimustes hakkab vesinik tuumareaktsioonis „põlema” ja moodustama heeliumituumi, kiirates seejuures hiiglaslikus koguses energiat. Normaaltemperatuuril ja -rõhul on vesinik värvuseta ning lõhnata gaas, mis eksisteerib kaheaatomilises vormis – H2 (kaheaatomiline tähendab, et molekul koosneb kahest aatomist). Sellel kujul on vesinik äärmiselt kergesti süttiv ja moodustab varmalt ühendeid teiste elementidega. Ühinedes hapnikuga (lk 26) moodustab vesinik vee, mis täidab mered, jõed, järved ja pilved. Ühinenult süsinikuga (lk 22) aitab see siduda elusorganismide rakke. Vesinikku on rikkalikult ka maakoores, süsivesinikes, mis on tekkinud organismide lagunemisel. Neist on tekkinud meie moodsad kütused nagu toornafta ja maa-
gaas. Teadlased usuvad, et süsivesinikud on võinud tekkida ka maapõue sügavustes metaanist, millele on mõjunud äärmuslikud rõhud ja temperatuurid. Vesinik on kõikide hapete koostises ja just see viis selle avastamiseni 1766. aastal. Inglise füüsik ja keemik Henry Cavendish (1731–1810) märkas rauapuru ja lahjendatud väävelhappe reaktsioonil eralduvaid gaasimulle. Ta kogus neid mulle ja leidis, et tegu on äärmiselt kergesti süttiva väga kerge gaasiga. Need omadused tundusid Cavendishile ebetavalistena. Cavendish oli ka esimene, kes tõestas, et vesiniku põlemisel tekib vesi. See näitas, et vesi võib tekkida teistest ainetest, ja sellega oli ümber lükatud Aristotelese teooria neljast algelemendist, mille kohaselt üks oli vesi. Vesinik on õhust kergem ja seepärast on seda kasutatud õhupallides, mis muutusid populaarseteks 19. sajandil, ja tsepeliinides ehk dirižaablites, mis 1900. aastate alguses sooritasid Euroopa kohal plaanilisi reise. Esimese maailmasõja päevil kasutasid sakslased tsepeliine luureks ja Londonile pommirünnakute korraldamiseks – kerge kaal hoidis neid väljaspool lennukite laskeulatusest. Tsepeliin Hindenburgi hävimine 1937. aastal (lahvatas leekidesse maandumiskatse ajal) lõpetas õhulaevade ajastu, ehkki õnnetuse põhjuseks ei olnud vesinikuleke, nagu omal ajal oletati. Tänapäeval toodetakse aastas umbes 50 miljonit tonni vesinikku ja suur osa sellest läheb väetiste valmistamiseks. Lämmastikku (vt ka lk 24) ja vesinikku kasutatakse Haberi-Boschi menetluses, et toota maagaasist ja õhust ammoniaaki. Ammoniaak
1
H
Kui tsink reageerib soolhappega, eralduvad vesinikumullid. Soolhappe molekulid koosnevad vesiniku ja kloori aatomitest. Tsink on reaktsioonivõimelisem kui vesinik ja tõrjub selle välja, moodustades lahustuva tsinkkloriidi. Iga vesinikuaatom, mis on happest välja tõrjutud, kombineerub teise vesiniku aatomiga, moodustades kaheaatomilise vesinikgaasi molekuli – H2.
11
on väetiste toore. Saksa keemik Fritz Haber (1868–1934) sai 1918. aastal selle avastuse eest Nobeli keemiaauhinna, tema kolleeg ja tööstur Carl Bosch (1874–1940) sama auhinna aga 1931. aastal kõrgrõhu-keemiatehnoloogia arendamise eest. Vesinik on termotuumapommi tähtsaim komponent, sest vesiniku isotoopide deuteeriumi ja triitiumi ühinemisel tekib sellisel hulgal plahvatusenergiat, mis võib pühkida maa pealt terveid linnu. Niisugused relvad vajavad tuumade liitumisprotsessi algatamiseks aatomipommi energiat (s.o tuumade lagunemisenergiat; vt ka uraan lk 230). Uuringud keskenduvad praegu sellise termotuumapommi loomisele, mis ei vaja aktiveerimiseks tuumade lõhustumisprotsessi. Protsessis, mida nimetatakse inertseks termotuumareaktsiooniks (Inertial Confinement Fusion), kasutatakse vesiniku kokkusurumiseks suure energiaga laserikiirt, et saavutada tuumade liitumiseks vajalik temperatuur ja tihedus. Vesiniku olemasolu vees õigustab tema esimest kohta perioodilisustabelis. See seletab ka mõningaid vee ja jää keemilisi iseärasusi. Kui olete kunagi imestanud, miks jääkuubikud vees ujuvad ja kuidas suured jäälahmakad meredes ning ookeanides hulbivad, siis vastus peitub vesinikus. Tahkised on tavaliselt tihedamad kui vedelikud, sest kui enamik vedelikke jahtub, nende molekulid lähenevad üksteisele, kuni lõpuks tekib tahkis. Selle protsessi põhjal on oodata, et jää vajub vees põhja. Aga tegelikult toimub midagi muud. Kui vesi jahtub temperatuurini 4 °C ja molekulide liikumine
aeglustub, tekivad vesiniksidemed, mis võimaldavad ühel veemolekulil haakuda nelja teise vee molekuliga. See loob kristallivõre, kus molekulid on laiali laotatud ja antud ruumiosas vähem tihedalt koos. Seega on jää väiksema tihedusega kui vesi ja jääb veepinnale ujuma. Samamoodi seletub ka veetorude lõhkemine talvel. Kui veetemperatuur on tõeliselt madal, sunnib jäämolekulide kristallivõre seda paisuma ja tulemusena põhjustab toru seintele mõjuv rõhk toru lõhkemise. Just seepärast on tähtis hoida küte talvel pidevalt töös, isegi kui te kodus ei viibi, ja isoleerida torusid, mis on pööningul või välisseinte lähedal. Veeaur on vee gaasiline olek ja sel on Maa temperatuuri reguleerimisel iseäranis tähtis osa. Potentsiaalse kasvuhoonegaasina reguleerib veeaur temperatuuri Maal selliselt, et siin on inimeste, loomade ja taimede eluks piisavalt soe. Veeaur kondenseerub ja langeb sademete või kastena maha. Atmosfääri jõuab vesi tagasi veekogude aurumise ja taimede transpiratsiooni kaudu. Vee ringkäigul on oluline osa pilvede ning sademete (vihma, rahe, lume) tekkes. Veeauru olemasolu õhus selgitab, miks taimede avatud pindadele ilmub kaste ja miks õrnad ämblikuvõrgud muutuvad hommikuti pärast külma udust ööd nähtavaks. Kui mingi pind jahtub, kondenseerub veeaur kiiremini, kui ta aurustuda jõuab ja tulemuseks on veepiisakesed. Kui õhutemperatuur on aga küllalt madal, muutub kaste hallakorraks.
See hiiglaslik pilveseen tekkis Castle Romeo nime kandva, 11-megatonnise termotuumapommi (vesinikupommi) lõhkamisel 26. märtsil 1954. See oli üks Castle-seeria katsepommidest. Termotuumapommid sisaldavad vesinikuisotoope, mis ühinevad kõrge kuumuse toimel (kõrge temperatuuri tekitab tavaliselt väiksema aatomipommi plahvatus). Liitumisprotsessis vabaneb aatomituumadest hiiglaslik kogus energiat.
13
Heelium Kategooria: väärisgaas Järjenumber: 2 Aatommass: 4,002602 Värvus: värvuseta Agregaatolek (faas): gaas
Veeldumistemperatuur: –272 °C Keemistemperatuur: –269 °C Kristallistruktuur: puudub
sutamine magnetresonantskuvamise Heelium on nime saanud Vana-Kreeka ajal ülijuhtivate magnetite jahutajana. päikesejumala Heliose järgi pärast seda, kui Vedel heelium jahutab magneteid, mille päikesevalguse spektris avastati tundmatud kollased jooned. 18. augustil 1868 toimus täie- ülesandeks on luua vajalik tugev magnetväli. Magnetvälja läbivad raadiolained astulik päikesevarjutus. Seda suundus Indiasse vad vastastikusesse mõjutusse vee vesiniku vaatama Prantsuse astronoom Jules Janssen aatomitega ja teiste keha molekulidega, (1824–1907). Tollal arvati, et päikesevalgust tekitades kujutise, mis võimaldab arstidel saab kõige paremini uurida varjutuse ajal. kindlaks teha kasvajaid ja avastada muid Ta suunas päikesevalguse läbi prisma, et meditsiinilisi probleeme. valge valgus värvilisteks komponentideks Et heelium on õhust kergem, kasutatakse lahutada. Janssen avastas spektris ereda kollase joone, mida ta alguses pidas naatriumiks. seda dirižaablites ja õhupallides. Heelium Sama aasta oktoobris avastasid Briti astro- leiab kasutust ka kosmonautikas, tekitades noom Norman Lockyer (1836–1920) ja keemik keskkonna, mis sunnib raketikütust ja Edward Frankland (1825–99) samasuguse kol- oksüdeerijaid varutankidest välja voolama ja tegelikku raketikütust moodustama. Selle lase joone päikesevalguse spektris, kui nad protsessi juures on oluline vedela heeliumi vaatlesid Londoni suitsust taevast. Lockyer madal temperatuur, mis põhjustab vesiniku põhjustas teadlaste hulgas sõnasõja, kui teaja hapniku vedelasse olekusse kondenseetas, et tegu on uue elemendiga, mida leidub rumise. Heeliumi kasutatakse ka raketi Päikesel. Ta naerdi lihtsalt välja. Kuid peagi võttis teadlaskond tema idee omaks. Lockyer doseerimisseadmete tühjendamisel, et takistada raketi õhkutõusul selle süttimist. andis sellele elemendile ka nimetuse. NASA Apollo programmis kasutatud Saturn Heelium tekkis Suure Paugu ajal koos V kanderakett vajas startimiseks 400 000 m3 vesiniku ja liitiumiga. See on universumis levikult teisel kohal (vesiniku järel) ja mooheeliumi. dustab 23% kogu ainest. Maal leidub heeliumi Üks heeliumi isotoope, heelium-3, on äramõne mineraali koostises, aga suurem osa tanud suurt huvi kui potentsiaalselt ohutu sellest saadakse maagaasist. keskkonnasõbralik kütus. Maal leidub seda Heelium kuulub väärisgaaside hulka isotoopi vähe, kuid Kuul on seda külluses, (perioodilisustabeli 18. rühm). Selle lõhnata ja mis lisab kaalu NASA soovile rajada Kuule värvuseta, väga väikese reaktsioonivõimega baas. Üks kosmoseagentuuri eesmärke on gaasi molekul koosneb ühest aatomist. Rühma kaevandada Kuul kütust, mida saaks kasunimetatakse väärisgaasideks sellepärast, et tada termotuumareaktorites – tuleviku jõuneed gaasid ei ühine teiste elementidega, sest jaamades, mis ei paiska atmosfääri süsiniknende välimine elektronkiht on täidetud, mis- dioksiidi (süsihappegaasi), vähendades tõttu on nad keemiliselt passiivsed. sel kombel keskkonnale tekitatavat kahju. Üks heeliumi peamisi kasutusalasid on Sellise tulevikukütusena nähaksegi isotoopi krüogeenika, kõige olulisem on aga selle kaheelium-3. 14
2
He
Heeliumiga t채idetud gaaslahenduslamp kiirgab tontlikku lillat valgust. Elektrivool ioniseerib gaasi. Kui vool l채bib gaasi, hakkab see helendama.
15